放大器DIY之用990分立运放制作“出版级”话放

来源:bbs.hifidiy.net 发布者:gxhj 版权:原创

因为没有电子专业知识,所以DIY的思路是尽量简洁,复杂的电路设计我也不会,重在调音,融入自己对音乐的理解和喜好。由于话放输出一般都是连接AD转换器,对模拟输入电平的大小是有要求的,还设置了简易的限制器...

即将退烧,退烧前,想完善自己的三个作品,都是放大器:一台话放、一台耳放还有一台功放。因为没有电子专业知识,所以DIY的思路是尽量简洁,复杂的电路设计我也不会,重在调音,融入自己对音乐的理解和喜好。零件方便,要便宜好用,性价比高的。

下面就详细说说话放的DIY。

一、DIY目标

不要一看是“出版级、发烧”字样就以为有多复杂,整个唱片业界也没有对所谓“出版级”制订过标准,只要参数高于CD的理论参数,我认为就可以算出版级。

如果纯粹要指标,两级5532做成66dB放大即可,这样做起来,声音当然也不错,但直白,冷,缺乏个性。而这个话放我需要的是温暖、醇厚、复古,找回70年代模拟录音的感觉,对参数指标要求则放在第二位。这样一来,投入成本反而更高,调试起来复杂的多。

另外,由于话放输出一般都是连接AD转换器,而AD转换器对模拟输入电平的大小是有要求的,过高的模拟电平,将会直接切平,造成无法挽救的失真,所以话放还设置了简易的限制器,控制输出电平,无论多大声去喊,输出电平都会被控制在安全范围内。

二、基本电路结构和思路

1、话放电路部分:

为了实现密度感和中频的厚度,决定输入输出都使用音频变压器。而放大部分,一般话放由于增益高,如果用运放,则至少要两级放大,最后为了增强驱动力还需要一级做电流放大,总共需要三级。这样,信号走线就比较长了,对音质产生不必要的影响,尤其是失真度和信噪比。因此,这个话放的设计,仅有一级放大,没错,就一级,使用DIY的990分立运放。

话放电路

(运放详细说明见:http://bbs.hifidiy.net/thread-980987-1-1.html

这一级增益不需要66dB,否则那失真度也会很难看,只要最大能放大46dB即可(正常使用环境中大约只工作在20dB增益左右),而另外20dB交给输入变压器完成。由于分立运放是大电流输出运放,所以也无需再做一级电流放大了,直接驱动输出牛,而且驱动力要远高于普通运放。

2、限制器部分:

为了控制话放的输出电平,以至于输出的模拟信号不要过高,导致进入AD转换器削波,设置了限制器电路。

该电路取样至输出端,经过全波整流之后进行比较,超过一定的值,运放就会输出点亮LED。而LED会使正对着的光敏电阻阻值急剧下降,而光敏电阻是并联在输入牛的输出端与对地之间,当阻值下降到50K以内时,由于牛的输出阻抗很高,驱动力很弱,等于话放部分的输入阻抗立即变小,控制了输入的电平,自然输出电平也会降低。

这样的限制器有个好处,就是音频信号不会经过任何多余的器件串联,限制器只是增加输入牛的“负担”而已

3、电源部分:

用一只双22V交流输出的25W变压器。采用快恢复整流二极管整流后,用7824、7924稳压成正负24V直流给话放部分唯一一颗运放供电。另一部分,通过2只电解电容隔离以后单独整流滤波,成为63V左右的单直流,再通过LM317稳压成48V作为话筒的幻象电源。

4、电平指示部分:

用成品的表头驱动板和表头,这个无过多的介绍。

三个部分的电源分三个变压器供电,互不干扰。

三、元件选择

1、电阻电容

电路板部分用DALE电阻,波段开关原来打算用DALE,但后来还是改用威世飞利浦电阻,据说这个声音好点,其实我也听不出电阻对声音的区别。

电阻电容

317稳压部分,为了电压稳定,还尝试了飞利浦0.01%的低温漂电阻。而电容我就比较大杂烩了,常见的几个发烧品牌都混合着用。

2、输入输出变压器

输入变压器使用JENSEN JE-115K-E,该变压器增益20dB,频响在正负3dB内是2.5Hz~90KHz,品质是非常不错的。

输入变压器

JT-115K-E规格

输入阻抗1.5K,匹配绝大部分专业录音的电容话筒的输出阻抗。输出阻抗17K,驱动力比较弱,不过对于分立运放上兆欧的输入阻抗来说,完全不是问题。

输出变压器本来也可选全新的在产型号,但总体一算下来成本太高了,所以选了二手货场流通较大的JE 123-S,一个70年代末的JENSEN老牛,实际性能也是不错的,也许味道还更适合我需要的复古感觉。这样一来,两只音频牛的花费控制在千元左右。

输出变压器


JT-123-SLCF规格

3、运放

没什么好说的,就是高仿国外的分立运放990.驱动力强,擅长高增益电路,JENSEN推荐用于推输出牛的运放。因为在设计这个话放之前,我用5534已经搭建过这样的电路,完全没问题,只是5534去推这个大个输出牛,是有些吃力的,声音较单薄。

运放

990失真度测试

在制作过程中,由于朋友改进了第二版990,所以最后封箱前用了第二版,有提升。而我又用一颗MAT12金封的孪生管替换原来的MAT02。

至于990的实际性能,当然是经过AP考验的,40dB下失真度还是很好。

4、变压器

变压器选了25W的进口TALEMA变压器,性能不错,很多发烧机器都用。这里就不多做介绍了,相信玩音响DIY的朋友都认识。

talema变压器

变压器

电压为双22V,整流滤波后实测约有双32V直流。因为分立运放需要双24V直流供电。

5、三端稳压

本来尝试了常用的塑封ST产7824、7924,但由于有8V的压差,加上供电电流大,按200ma供电计算,每只稳压管的功耗达到1.6W,不加散热的话是非常烫的,为了避免产生过多热噪音,废除上述方案。改用MOTO的金封三端稳压,加散热片后,理论稳压电流最大5A。

稳压器

幻象电源用的48V,本身只用3ma供电,但也用了金封LM317。不要小看这几ma,它为话筒内部电路供电,所以这个供电的品质同样影响话筒输出的音色。所以为了确保一个味道,全部用MOTO的同一系列金封管稳压管,无论电流需求多少。

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6、电源尾座和保险丝

尾插使用的是SCHURTER的10A带滤波型号,保险丝为声韵纯银保险管1A型号。其实本人对电源要求不高,够用就好。

舒特电源尾座

保险管

7、装机插座和线材

插座全线纽崔克银系列,没什么好说的,这是最低要求。机内用线均为特富龙的镀银屏蔽线和镀银电源线。

8、外壳选用2U机架式的,铝拉丝面板,铁机箱。面板的螺丝使用镀金螺丝。

机壳

螺丝

9、表头选用进口的暖光大UV表,据卖家介绍该表头是英国专业音响厂家的产品,连驱动板一起220多米,一起搞上。

UV表头

驱动板

UV表头

10、电源开关和功能开关全部使用日本进口的开关,无论手感做工都是上乘。我不止希望这个作品声音好,而且希望它本身就是一个艺术品。

11、机内线主要有信号线和电源线。我对电源线是最不讲究的,不过还是在220V部分的线路上使用了特富龙的镀银电源线。在涉及音频信号的地方仍然用特富龙的镀银屏蔽线。

12、增益调节使用台湾产24段波段开关,用威世飞利浦电阻自己制作,并加上配套的全铝屏蔽罩。

增益旋钮

13、增益旋钮

增益旋钮

旋钮需要够大,手感够舒服,最后选择了这个大尺寸的磨砂纯铝旋钮。

14、插头插座

插头插座

全线纽崔克

插头插座

四、制作

1、话放部分的制作很简单,只要把输入牛、输出牛及990运放三大件连接即可。

输入输出牛连990运放

连接输出牛的之前,通过微调中点电压的电位器调零后连接。虽然增益变化后输出直流也会有变化,但实测接上输出牛之后,都能控制在10mv以内,对牛没有影响。牛输出肯定不会有直流成分了,所以整个信号通道都不需要任何耦合电容了。

2、稳压电源部分,由于三端稳压压降高,为了避免发热,都加了散热片。最后测量正负电压稳定在23.5V,很平衡。 48V部分实测输出47.5V,稳定,正常。

稳压电源

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3、限制器部分。这部分电路焊接不复杂,但最难的是没有合适的光耦,怎么办?手头只有LCR0203这款国产光耦,亮阻为50~1K,而输入牛的输出阻抗有17k,如果并接到输出端,光耦一点亮意味着对输入牛来说接近短路的效果,几乎没有输出......因此,特地买了三款高端的铁壳光敏电阻,亮值为18~50K,45~140K不等,以进行测试,再选择合适的LED封在一起进行。这些金封光耦做工不错,平均每颗就要10元左右。

光敏电阻

光敏电阻

光敏电阻

而为了测试LED和电阻的变化,还特地制作了一个可调电源,1.5V-36V可调,精度0.01V。

可调电源

最终选择了标称45-140K的光敏电阻与发光二极管包在一起制作成光耦。但实际测试以后,我更发现国产元件确实叫人不放心,10块一只的光敏电阻,在LED最大亮度下居然亮阻只有100多欧,还标称45K~140K,实际与标称差十万八千里。 将就用着吧。

光耦

选择出合适的光耦后,接下来的工作就是用黑色电工胶封装在一起。

4、电位器制作

由于输入牛的增益是20dB,而运放部分必须也要有一定的倍数,所以只能设置第一档放大2dB(此时整机22dB),以此往后每档增加2dB增益,第24档(最大档,运放增益48dB,整机增益68dB)。

电位器制作

电阻的计算是一个辛苦的工作,为了避免运放-端对地电阻为零,需要串联一个R9,此后,就是辛苦的计算了,每增加一档之间应该需要多大的电阻,然后对照威世电阻表,如果每档之间有合适阻值的电阻,可以只用一个,如果没有,需要2个串联。很多档位之间都需要2个才能满足。

旋钮制作

电位器安装

5、外壳加工

这个没什么好说的,纯体力活,电钻和钻头。

安装

安装

安装

安装

安装

安装

安装

安装

安装

安装

最后,完工后的整机欣赏。算了算,花费总共3000~3500元之间。值不值,不知道,DIY就是无底洞。整体来说,基本达到我的要求,有明显胆味,有厚度。如果有降央卓玛这种声线来,厚度就更能体现了!

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